一种基于四倍信号频率相干采样的阻抗测量方法及电路技术

本发明专利技术公开了一种基于四倍信号频率相干采样的阻抗测量算法，并在该算法的基础上设计一套相应的阻抗测量电路，以提供一种较高效率的阻抗测量系统。该阻抗测量电路主要由测试信号产生模块、一6bit电流舵DAC、两个轨到轨运算放大器以及一ADC和一些无源器件构成的滤波及反馈网络组成。本发明专利技术在经过一定的校准过程后，使用DAC按一定的正弦型数字信号构建测试信号，在信号发射模块与信号接收模块的共同作用下，产生含有待测阻抗模值与相位信息的模拟电压信号。最后利用一有效位数为12bit的ADC对该模拟电压信号进行模数转换后，即可根据本发明专利技术所提出的基于四倍信号频率相干采样的阻抗测量算法对待测阻抗的相位与模值信息进行解调，最终完成待测阻抗的测量。最终完成待测阻抗的测量。最终完成待测阻抗的测量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于四倍信号频率相干采样的阻抗测量方法及电路


[0001]本专利技术属于阻抗测量电路及系统领域，具体地涉及一种基于四倍信号频率相干采样的阻抗测量方法及电路。

技术介绍

[0002]在日常生产与生活的各个领域之中，对确定某待测器件阻抗值的需求是较为普遍的。例子包括且不限于利用等效阻抗确定器件的电性能，进而判断其是否处于正常工作状态，以及通过测量密闭环境下两测试用分隔极板间的阻抗值以在一定精度下确定该环境下的气体成分，进而可进行泄漏气体浓度预警等。因此，通过一定的方法确定待测器件的阻抗是有较大实践意义的。
[0003]目前，阻抗测量的方法主要有电桥法、伏安法、谐振法与反射法等，其中自动平衡电桥法以测量频率范围宽，便于与现代数字信号处理系统进行结合与改进，并能够简便地进行多次测量等优势被多数片上阻抗测量系统所采用。在此基础上，现有的通用阻抗测量电路系统或芯片主要以两种形式进行阻抗测量数据解调工作。其一为正交信号或正交序列解调方式。该方式使用IQ正弦信号作为激励信号，并通过信号混频以及IQ解调的方法得出最终阻抗测试结果。该阻抗测量方法对于测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于四倍信号频率相干采样的阻抗测量方法，其特征在于，包括以下步骤：设从信号接收模块输出的信号为：其中，|Z
DUT
|为待测阻抗的模值，θ
DUT
为待测阻抗的相位，R为信号接收模块的等效转换电阻，V
m
为信号发射模块输出的电压信号幅值；使用四倍于信号频率的相干采样频率对输出信号进行处理，并视作理想量化，得到对应的输出数字码为：将输出数字码的N点数字码序列按n从0开始的顺序编号，并按照奇偶次序依次存放至两个新的序列中，得到如下两个N/2点序列：两个新的序列中，得到如下两个N/2点序列：对于该两个新序列，将偶序列D
e
(n)与奇序列D
o
(n)的值分别对应相除，得到待测阻抗的相位：相位：对于待测阻抗的模值，进行如下的处理：2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括步骤：相位修正，具体过程如下：将信号接收模块的输出信号修正为：其中，Δθ1表示测试信号的初相位，Δθ2表示系统时延引入的相位误差；在上电时先对一阻值已知的纯阻性校准电阻R
T
进行测量，如下所示：所示：
通过对已知纯阻性校验电阻的测量，在得到相位误差项的同时，对模值测量过程中所需的V
m
R一项进行获取；在获取相位误差项后，即可按下式完成...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁才捷，邱雷，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：